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Pile à combustible et groupe électogène

Posté par
IWantToBeAPanda
27-12-15 à 12:37

Bonjour, j'ai un exercice en spécialité physique chimie que j'ai du mal à finir.  
Nous avons deux textes (dont je donnerai les données utiles) et 4 questions que voici :
     1. Donner les demi-équations des réactions aux électrodes décrites dans le doc 1. En déduire l'équation bilan de la pile DMFC.
     2. Ecrire l'équation de la réaction de combustion du gazole. On rappelle que la combustion d'une espèce chimique est la réaction de cette espèce avec le dioxygène avec formation de dioxyde de carbone CO2 et d'eau H2O.
     3. Quel est l'avantage de  la pile au méthanol par rapport au groupe électrogène ? à la pile à hydrogène ?
     4. La pile au méthanol constitue t'elle une alternative écologique par rapport au groupe électrogène ? Pour répondre, vous évaluerez et comparerez la quantité de dioxyde de carbone produite par une DMFC et un groupe électrogène pour une même quantité d'énergie fournie.

Voici mes réponses :
     1.  •A l'anode : CH4O+H2O→CO2+6H+ +6e-   (X2)
           •A la cathode : 4H++O2+4e-→2H2O                                        (X3)
Equation bilan :  2CH4O+3O2→2CO2+4H2O

     2. 2C12H26+37O2→24CO2+26H2O

     3. L'avantage de la pile au méthanol est qu'elle pollue moins que le groupe électrogène car elle produit moins de CO2  et elle utilise moins de réactifs.
L'avantage de la pile au méthanol par rapport à la pile à hydrogène est que le méthanol occupe un volume moins important que l'hydrogène qui lui à besoin d'un réservoir volumineux (comme dit dans le texte).

     4.
Là je ne sais pas comment m'y prendre pour la question 4. voici les données :
Données sur le méthanol : -Formule brute CH4O / liquide volatil, toxique par inhalation et par contact
                                                            - Température de fusion -98°C / température d'ébullition 65°C
                                                            - Pouvoir calorifique molaire PCn:0.64 MJ.mol-1

Données sur le gazole : -formule brute : C12H26
                                                     - pouvoir calorifique molaire (énergie libérée par la combustion d'une mole de l'espèce chimique)  PCn : 7.5 MJ.mol-1

Merci d'avance d'avoir pris le temps de lire mon exercice et de m'aider

Posté par
picard
re : Pile à combustible et groupe électogène 27-12-15 à 16:16

Bonjour.

Pour les questions 1 et 2, vos équations sont correctes.

Pour la question 3, peut-être faut-il argumenter davantage votre réponse...
     La pile DMFC (Késako ?) fournit une énergie de 0.64 MJ par mole de méthanol utilisé et libère 1 mole de CO2     n(CO2) = 1 / (0.64 106) = 1.56 10-6 mol.J-1

     Le groupe électrogène  fournit une énergie de 7.5 MJ par mole de gazole utilisé et libère 24/2 = 12 moles de CO2     n(CO2) = 12 / (7.5 106) = 1.58 10-6 mol.J-1

La différence est assez minime...

En ce qui concerne la pile à combustible, vous ne donnez pas suffisamment d'éléments pour pouvoir comparer aux autres modes de production d'énergie envisagés ici.

Citation :
L'avantage de la pile au méthanol par rapport à la pile à hydrogène est que le méthanol occupe un volume moins important que l'hydrogène qui lui à besoin d'un réservoir volumineux (comme dit dans le texte)
C'est effectivement un argument.

Je crois que j'ai pratiquement répondu à la question 4...

En conclusion, il faut toujours se montrer critique face à ce genre de problématique ; rien n'est abordé concernant l'impact carbone de la préparation du méthanol, du gazole ni du dihydrogène. Pour porter un jugement objectif sur les avantages et inconvénients de tel ou tel mode de production d'énergie, il ne faut négliger aucun aucun élément est ce n'est pas toujours facile !

A plus.

Posté par
IWantToBeAPanda
re : Pile à combustible et groupe électogène 27-12-15 à 19:28

Merci beaucoup pour votre réponse et vos conseils je vais donc compléter ma troisième réponse également
DMFC signifie, d'après le document, Direct Méthanol Fuel Cell, c'est une pile fonctionnant au méthanol liquide.

Encore merci et bonne soirée

Posté par
picard
re : Pile à combustible et groupe électogène 27-12-15 à 19:37

Je vous en prie.

Au revoir.



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